एनालॉग और डिजिटल सिग्नल के बारे में सामान्य प्रश्न


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नौसिखिया चेतावनी: मैं एक इलेक्ट्रिकल इंजीनियर नहीं हूं, न ही मैंने कभी इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग ली है, इसलिए कृपया मेरे साथ रहें।

जब भी मैं डिजिटल और एनालॉग संकेतों के बीच अंतर के बारे में पढ़ता हूं, तो इस तरह एक ग्राफिक (या इसके समान) आमतौर पर संलग्न होता है:

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एक पल (डिजिटल सिग्नल) के लिए नीचे के चित्रण पर विचार करें। मेरी सबसे अच्छी समझ के लिए, विद्युत प्रवाह निरंतर है, इसलिए यदि ऐसा है, तो ऐसा कोई तरीका नहीं है जो किसी भी माध्यम में इस तरह से प्रवाह करेगा। दूसरे शब्दों में: "स्क्वायर वेव्स" नहीं हैं।
तो वास्तव में वह क्या दर्शाता है?
क्या यह केवल व्याख्या है, जब भी वोल्टेज कुछ अवरोध से गुजरता है या इसके नीचे आता है? मतलब, जब वोल्टेज कुछ मनमाने ढंग से चुनी गई सीमा से ऊपर होता है, तो हम इसे "उच्च" मानते हैं, लेकिन अन्यथा हम इसे "कम" मानते हैं?

कृपया, मुझे पता है कि यह हमेशा संभव नहीं है, लेकिन इस तरह से जवाब देने की कोशिश करें कि एक आम आदमी समझ जाए।

जवाबों:


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मूल रूप से, एक विद्युत दृष्टिकोण से, प्रत्येक "डिजिटल" संकेत जैसा कि आप कहते हैं, केवल एक वर्ग तरंग का एक अनुमान है। विशेष रूप से यह परिमित वृद्धि और गिरावट समय होगा।

उच्च गति पर, यह सुनिश्चित करना मुश्किल हो सकता है कि सिद्धांत जितना अच्छा लगता है उतना अच्छा है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि सिग्नल अभी भी डिजिटल के रूप में पाया गया है (यानी रिसीवर पूरी तरह से एक भयानक आकार के संकेत से भ्रमित नहीं होता है), तथाकथित आँख आरेख (उर्फ आंख पैटर्न ) का उपयोग कई नमूनों पर अपनी विशेषताओं को मापने के लिए किया जाता है।

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कई मानक (जैसे USB और क्या नहीं) इस आरेख के लिए कुछ स्वीकार्य विशेषताओं को परिभाषित करते हैं।

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ध्यान दें कि एक आंख पैटर्न / आरेख केवल दो [वोल्टेज] स्तरों तक ही सीमित नहीं है। यह तब भी लागू होता है जब आपके पास असतत आउटपुट स्तर की संख्या होती है। उदाहरण के लिए, मुड़ जोड़े (1000BASE-T) पर गिगाबिट ईथरनेट दो नहीं बल्कि 5 अलग-अलग वोल्टेज स्तरों का उपयोग करता है।

क्या यह केवल हमारी व्याख्या है जब भी वोल्टेज कुछ अवरोध से गुजरता है या उसके नीचे आता है? मतलब, जब वोल्टेज कुछ मनमाने ढंग से चुनी गई सीमा से ऊपर होता है, तो हम इसे "उच्च" मानते हैं, लेकिन अन्यथा हम इसे "कम" मानते हैं?

असल में, हाँ, यह है कि यह कैसे काम करता है, कुछ वोल्टेज थ्रेसहोल्ड "1" के लिए है और "0" क्या है, यह कुछ मानक द्वारा तय किया जाता है।


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+1 पता नहीं क्यों यह अस्वीकृत कर दिया गया था। यह एक महान जवाब है, जो सवाल पर फैलता है और इसके पीछे इंजीनियरिंग मुद्दों में हो जाता है। आंख आरेख लिंक के लिए धन्यवाद, यह वास्तव में समझने में मदद करता है कि इंजीनियर वास्तविक दुनिया से कैसे निपटते हैं और मेरे लिए काफी जानकारीपूर्ण हैं।
माइक एस

वाकई शानदार जवाब। आपके प्रयास के लिए धन्यवाद। लिंक बहुत उपयोगी भी हैं!
so.very.tired 19

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डिजिटल सिग्नल बाइनरी हैं । उनके पास केवल दो राज्य हैं - चालू या बंद, उच्च या निम्न, ऊपर या नीचे - जो भी आप उन्हें कॉल करना चाहते हैं। जैसा कि आपने घटाया है, ऊपर कुछ दहलीज है, जिसके लिए मूल्य को उच्च माना जाता है और नीचे एक और सीमा है, जिसका मूल्य कम माना जाता है। डिजिटल ट्रांजिस्टर के साथ या तो पूरी तरह से चालू या पूरी तरह से बंद करके बहुत सरल है।

एनालॉग सिग्नल उस मात्रा के अनुरूप हैं जो वे माप रहे हैं। उदाहरण के लिए, एक तौल तराजू लोड के लिए आनुपातिक वोल्टेज दे सकता है - 0 से 10 किलो के लिए 0 से 10 वी कहें। एक अन्य उदाहरण एक माइक्रोफोन से संकेत है जो माइक्रोफोन डायाफ्राम को प्रभावित करने वाले ध्वनि दबाव के साथ बदलता रहता है। इस मामले में आवृत्ति ध्वनि की पिच के साथ अलग-अलग होगी और आयाम ज़ोर से अलग होगा।


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किसी तरह आप थोड़ा भ्रम में हैं; मुझे देखने दें कि क्या मैं मदद कर सकता हूं।

जब "डिजिटल सिग्नल" की बात आती है, तो एक से अधिक स्तर होते हैं, जिस पर यह शब्द लागू होता है। ऐसा लगता है कि आपको एनालॉग सिग्नल का विचार मिलता है - एक निरंतर मूल्य जो समय के साथ बदलता है।

डिजिटल "एनालॉग" (दंड को क्षमा करें) इसके बजाय संख्यात्मक मानों की एक श्रृंखला है; प्रत्येक संख्यात्मक मान समय में एक बिंदु से मेल खाता है और आमतौर पर अंक नियमित समय अंतराल पर दिए जाते हैं। इसके अलावा, प्रक्रिया के लिए कुछ संख्यात्मक मान उपलब्ध हैं और आमतौर पर यह दो की कुछ शक्ति है - उदाहरण के लिए, आठ बिट्स के लिए 256 मान या 16 बिट्स के लिए 65,536 मान यदि आप जिस तरह से मानों का प्रतिनिधित्व कर रहे हैं वह द्विआधारी शब्द है।

अब मैंने जो वर्णन किया है वह अमूर्त है; अगर किसी को चुना जाता है तो एक डिजिटल सिग्नल को सेमीफोर झंडे लहराते हुए संदेश दिया जा सकता है। लेकिन अगर इसके बजाय हम समानांतर में प्रति कंडक्टर को व्यवस्थित करने वाले विद्युत संकेतों के एक सेट के माध्यम से एक डिजिटल सिग्नल का प्रतिनिधित्व करने का चयन करते हैं, तो उन संकेतों में से प्रत्येक वास्तव में एक एनालॉग सिग्नल है जैसा कि यहां अन्य सुझाव दे रहे थे। यह इलेक्ट्रॉनिक्स का काम है, फिर, उन संकेतों को उत्पन्न करना और तदनुसार उन्हें प्राप्त / डिकोड करना।

इसके अलावा, आप अनुक्रम में प्रत्येक मूल्य के प्रत्येक बिट को भेजकर समानांतर में इसके बजाय डिजिटल संकेतों को प्रसारित कर सकते हैं; आप एक एकल कंडक्टर के बजाय यह कर सकते हैं कि आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे कई बिट्स के बजाय, और जैसा कि यहां भी कहा गया है, ऐसी योजनाएं हैं जो "1" या "सूचित" करने के लिए केवल एक "उच्च" वोल्टेज या करंट के उपयोग से अधिक जटिल हैं। "सच" और "कम" या शून्य वोल्टेज या वर्तमान को "0" या "असत्य" के रूप में दर्शाता है।

और आप सही हैं - एक एनालॉग सिग्नल में कभी भी तात्कालिक परिवर्तन नहीं हो सकता है; इसके कई कारण हैं और मैं उन सभी में नहीं जाऊँगा, जो एक को बचाते हैं: एक कंडक्टर में करंट में बदलाव हमेशा खुद का विरोध करते हैं (जो कि फैराडे के समीकरणों से सही है)। लेकिन व्यवहार में जब डिजिटल सर्किट को डिजाइन करने का विचार है कि संक्रमण के बीच राज्यों के बीच संक्रमण कम से कम इतना होना चाहिए कि संक्रमण के बीच सबसे छोटे अंतराल की लंबाई हो। उदाहरण के लिए, जब आप ईथरनेट केबल के बहुत लंबे समय तक उपयोग करने पर यह धारणा विफल होने लगती है।


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डिजिटल सिग्नल एनालॉग सिग्नल को "चुकता चीज़ों" के रूप में प्रस्तुत नहीं करना चाहता है, इसलिए जब आप डिजिटल सिग्नल में 1 देखते हैं तो यह एनॉगल सिंगल में उच्च आयाम के बराबर नहीं होता है, लेकिन यह आयाम की ऊंचाई का प्रतिनिधित्व करना चाहता है। एक संख्या के रूप में अलग-अलग समय (लेकिन द्विआधारी प्रारूप में)। इतने सारे बाइनरी नंबर एक विशिष्ट समय के लिए आयाम की ऊंचाई का प्रतिनिधित्व करना चाहते हैं।

बीबीसी से इस तस्वीर पर विचार करें:

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उपरोक्त ग्राफ एनालॉग रूप है। उस से, प्रत्येक सेकंड में एक मान लिया जाता है (लेकिन यह 40mio तक जा सकता है। एक सेकंड और कई बार बहुत अधिक)। यह मान एनालॉग सिग्नल की आयाम ऊंचाई है।

जब हम मूल्य लेते हैं तो इसे "चरण" कहते हैं।

प्रत्येक चरण में, आयाम की ऊंचाई दर्ज की जाती है। ऊंचाई एक संख्या है, जिसे 0 और 1 के रूप में दर्शाया जा सकता है (उदाहरण के लिए 10 1010 होगा)।

आप देखते हैं, जितने अधिक मान हम प्रत्येक सेकंड को मापते हैं, उतना ही अधिक डेटा को सहेजना / प्रेषित करना होगा और इस एनालॉग सिग्नल के परिणामस्वरूप अधिक सटीक डिजिटल स्वरूप होगा।

इसके अलावा, जितना अधिक मूल्य हो सकता है, उतना ही सटीक परिणामी डिजिटल प्रारूप भी होगा। (उदाहरण के लिए जब हम 0 से 10 तक मान लेते हैं, तो केवल 10 मान होते हैं - बहुत सटीक नहीं। जब हम इस डिजिटल सिग्नल को एक एनालॉग में रीमॉड्यूलेट करेंगे, तो वक्र बहुत "अच्छा" नहीं होगा। लेकिन जब हम मान लेते हैं। 0 से 16000 तक, यह बहुत अधिक सटीक होगा।) प्रत्येक चरण में यहां अधिक बिट्स को सहेजना होगा।

यदि आप प्रत्येक चरण में 64Bit को बचाते हैं और चरण को एक बार दूसरी बार बनाया जाता है, तो आप 64Bit / s को बचाते हैं। यदि आप प्रत्येक चरण में 32Bit बचाते हैं और चरण दो बार एक सेकंड में बनाया जाता है, तो आप 64Bit / s भी बचाते हैं। यदि आप प्रत्येक चरण में 16Bit बचाते हैं और चरण 4 बार एक सेकंड में बनाया जाता है, तो आपके पास 64Bit / s भी है।

डिजिटल सिग्नल को संप्रेषित करने के कई तरीके हैं। उदाहरण के लिए "बदलते वोल्टेज" जिसे "एम्प्लिट्यूड मॉड्यूलेशन" कहा जाता है, जो आपको ग्राफ में दिखाया गया है (लेकिन निश्चित रूप से यह एक पूर्ण वर्ग नहीं है!)। एम्प्लिट्यूड मॉड्यूलेशन का मतलब सिर्फ इतना है कि आप सिंगल हैं कि एक उच्च आयाम (हाई वोल्टेज) से 1 है और एक कम से 0 है।

आवृत्ति मॉड्यूलेशन (एफएम जो रेडियो के साथ प्रयोग किया जाता है) जैसे ओडर मॉड्यूलेशन तकनीकें हैं - आप एक उच्च आवृत्ति के साथ 1 और कम एक के साथ 0 का संकेत देते हैं) या पल्स एम्प्लीट्यूड मॉड्यूलेशन जो ईथरनेट में उपयोग किया जाता है और कई और अधिक!

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